9PHEB cerámica
Roberto Klatt
El material compuesto 9PHEB es ligero, tiene una alta resistencia a la compresión y buenas propiedades aislantes. Por tanto, podría revolucionar las naves espaciales, los aviones y otros campos de aplicación en condiciones extremas.
Guangzhou, China). Las cerámicas con un alto contenido de poros se utilizan desde hace mucho tiempo en los viajes espaciales, por ejemplo en las placas de protección térmica del transbordador espacial, porque su aislamiento térmico es especialmente bueno. Por lo tanto, los materiales pueden soportar temperaturas extremadamente bajas en el espacio, así como temperaturas extremadamente altas durante el reingreso a la atmósfera. Sin embargo, los elementos cerámicos son fácilmente frágiles debido a los numerosos poros.
Según un informe del South China Morning Post (SCMP), investigadores de la Universidad de Guangzhou (GU) han desarrollado un nuevo material que no es quebradizo y que aún conserva excelentes propiedades de aislamiento térmico.
50% de porosidad.
Según la publicación de la revista especializada Advanced Materials, el material cerámico 9PHEB consta de nueve componentes. En experimentos, el material compuesto pudo mantener su aislamiento térmico, resistencia y forma hasta 2.000 grados centígrados. Aunque su porosidad es del 50%, tiene una resistencia a la compresión de 337 millones de Pascales (337 MPa) a temperatura ambiente. Este valor es significativamente mayor que el del acero (250 MPa) y supera todas las cerámicas porosas desarrolladas hasta ahora.
Otros experimentos demostraron que el material conservaba casi toda su resistencia (98,5%) a 1.500 grados centígrados. Las pruebas de presión a 2.000 grados centígrados sólo produjeron pequeñas deformaciones, mientras que a esta temperatura la cerámica normal se vuelve quebradiza. Los investigadores también estiraron 9PHEB en un 49% a altas temperaturas. Sorprendentemente, esto no provocó que el material compuesto se agrietara, sino más bien un aumento de su resistencia a la compresión (690 MPa).
Material compuesto de diferentes niveles.
Según los científicos, las diferentes capas son responsables de las propiedades particulares del material compuesto. La mayoría de los poros (92%) se encuentran a nivel micro, lo que es el principal responsable de un buen aislamiento térmico. La alta resistencia del material se logra mediante fuertes conexiones a nivel nanométrico. A esto se suma el diseño entrópico a nivel atómico, que aumenta la rigidez y reduce la conductividad térmica.
Posibles usos en el sector aeroespacial
Según los investigadores, el material 9PHEB es adecuado para su uso en condiciones extremas, como por ejemplo en el sector aeroespacial. Por ejemplo, podría usarse para hacer aviones hipersónicos más livianos porque puede reemplazar muchos otros materiales que antes tenían que combinarse. También es concebible su uso en el sector energético. Aún no se sabe cuándo comenzará la producción en masa del material en China.
Materiales Avanzados, doi: 10.1002/adma.202311870
